什么是变性淀粉

什么是变性淀粉 什么是变性 淀粉 一、预糊化淀粉: 预糊化淀粉是一种加工简单用途广泛的变性淀粉应用时只要用冷水调成糊免除了加热糊化的麻烦。广泛应用与医药、食品、化妆品、饲料、石油钻井、金属铸造、纺织、造纸等很多行业。 淀粉的糊化:淀粉粒在适当温度下各种来源的淀粉所需温度不同一般6080?在水中溶胀、分裂、形成均匀糊状溶液的作用称为糊化作用。糊化作用的本质是淀粉粒中有序及无序晶质与非晶质态的淀粉分子之间的氢键断开分散在水中成为胶体溶液。 糊化作用的过程可分为三个阶段:1可逆吸水阶段水分进入淀粉粒的非晶质部分体积略有膨胀此时冷却干燥颗粒可以复原双折射现象不变2不可逆吸水阶段随着温度升高水分进入淀粉微晶间隙不可逆地大量吸水双折射现象逐渐模糊以至消失亦称结晶溶解淀粉粒胀至原始体积的50100倍3淀粉粒最后解体淀粉分子全部进入溶液。 糊化后的淀粉又称为α-化淀粉。将新鲜制备的糊化淀粉浆脱水干燥可得易分散与凉水的无定形粉末即可溶性α-淀粉。 2、淀粉糊化作用的测定方法:有光学显微镜法电子显微镜法光传播法粘度测定法溶胀和溶解度的测定酶的核磁共振激光光散射法等。工业上常用粘度测定法溶胀和溶解度的测定。 二、酸变性淀粉 在糊化温度以下用无机酸处理淀粉改变其性质的产品称为酸变性淀粉。 反应机理:在用酸处理淀粉的过程中酸作用于糖苷键使淀粉分子水解淀粉分子变小。淀粉颗粒是由直链淀粉和支链淀粉组成前者具有α-14键后者除α-14键还有少量α-16键这两种糖苷键被酸水解的难易存在差别。由于淀粉颗粒结晶结构的影响直链淀粉分子间经由氢键结合成晶态结构酸渗入困难其α-14键不易被酸水解。而颗粒中无定形区域的支链淀粉分子的α-14键、α-16键较易被酸渗入发生水解。 工艺与原理:通常制取酸变性淀粉是使用浓淀粉淤浆含固量约为3640加热到糊化温度之下常为4060?加入无机酸并搅拌一个小时或几个小时。当达到所的酸度或转化度时 三、氧化淀粉 许多试剂都能氧化淀粉但是工业生产中最常用的是碱性次氯酸盐。用次氯酸盐氧化的淀粉被称为氯化淀粉虽然处理中并没有把氯引进淀粉分子内。 淀粉乳浆的次氯酸盐氧化是在碱性次氯酸钠溶液中进行的此时需要控制pH、温度和次氯酸盐、碱和淀粉的浓度。用约3的氢氧化钠溶液调节pH至810在规定时间内添加有效氯510的次氯酸盐溶液。用添加氢氧化钠稀溶液的方法来控制pH并中和反应中生成的酸性物质。改变时间、温度、pH值、淀粉品种、次氯酸盐浓度和次氯酸盐添加速度能够生产出多种不同的产品。当氧化反应达到要求程度时将pH降至57加入亚硫酸氢钠溶液或二氧化硫气体以除去其中多余的氯来终止反应。 四、变性淀粉的分类 目前变性淀粉的品种、规格达两千多种变性淀粉的分类一般是根据处理方式来进行。 1物理变性:预糊化α-化淀粉、γ射线、超高频辐射处理淀粉、机械研磨处理淀粉、湿热处理淀粉等。 2化学变性:用各种化学试剂处理得到的变性淀粉。其中有两大类:一类是使淀粉分子量下降如酸解淀粉、氧化淀粉、焙烤糊精等另一类是使淀粉分子量增加如交联淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉、接枝淀粉等。 3酶法变性生物改性:各种酶处理淀粉。如α、β、γ-环状糊精、麦芽糊精、直链淀粉等。 4复合变性:采用两种以上处理方法得到的变性淀粉。如氧化交联淀粉、交联酯化淀粉等。采用复合变性得到的变性淀粉具有两种变性淀粉的各自优点。 另外变性淀粉还可按生产工艺路线进行分类有干法如磷酸酯淀粉、酸解淀粉、阳离子淀粉、羧甲基淀粉等、湿法、有机溶剂法如羧基淀粉制备一般采用乙醇作溶剂、挤压法和滚筒干燥法如天然淀粉或变性淀粉为原料生产预糊化淀粉等。 五、变性淀粉的性质 天然淀粉的可利用性取决于淀粉颗粒的结构直链淀粉和支链淀粉的含量不 同来源的淀粉原料在性质上存在差异因而不同来源淀粉的可利用性不同。 天然淀粉在现代工业中的应用特别是在新技术、新工艺、新设备采用的情况下是有限的。大多数的天然淀粉不具备很好的性能根据需要结合淀粉的结构合理化性质开发淀粉变性技术生产具有更优良性质的变性淀粉使之应用方便且适合新技术操作的要求开辟其新的用途拓展市场空间。 变性的主要作用是改变糊化和蒸煮特性主要改变以下性质: 1糊化温度:解聚使糊化温度GT下降非解聚时糊化温度有升高也有下降一般淀粉分子中引进亲水基团可增强淀粉分子与水的作用使GT下降。交联起阻挡作用不利水分子进入使GT升高。高直链淀粉结合紧密晶格能高较难糊化。 2淀粉糊的热稳定性:一般谷类淀粉的热稳定性大于薯类通过接枝或衍生某些基团从而改变基团大小或架桥可使淀粉糊的热稳定性增加。 3淀粉糊的冷稳定性:淀粉结构中引入亲水基团造成空间障碍分子不易重排。此外亲水基团的引入使亲水作用增强强化了与水的结合力使淀粉脱水作用下降。 4抗酸的稳定性:尽可能使淀粉结构改变成为网状结构使淀粉能耐pH值3-3.5的酸性。 5抗剪切力:一般抗酸的淀粉也抗剪切。 6复合改性:具有多种功能。 变性淀粉的性质取决于下列一些因素。淀粉的来源玉米、薯类、小麦、大米等、与处理酸解或糊精化等、直链淀粉和支链淀粉的比例或含量、分子量分布的范围粘度或流动性、衍生物的类型酯化、醚化等、取代基的性质乙酰基、羟丙基等、取代度DS或摩尔取代度的大小、物理形状颗粒状、预糊化、缔合成分蛋白质、脂肪酸、磷化合物或天然取代基。也就是说不同来源的淀粉采取不同的变性方法、不同的变性程度相应可得到不同性质的变性淀粉产品。变性淀粉的性质主要考察以下几个方面:糊的透明度、溶解性、溶胀能力冻融稳定性、粘度及稳定性耐酸、耐剪切性粘和性老化性、乳化性。 纸制品的基本成分是纤维素纸张的生产过程中含有较多水的纤维浆液经压榨去水使纤维素紧密相连以达到最佳结合。为此必须将纤维素精磨成微纤维增大交织面积但过分精磨会失去固有的特性如透气性、柔韧性和白度。如果在纤维浆液中加入某种变性淀粉不仅可以保持纸张固有的特性还可给纸张增添一些特殊性能如增加纸张的抗拉强度增加纸的光泽度改善耐油墨性能和印刷性能减少磨损和掉毛。造纸工业用变性淀粉主要有次氯酸盐氧化淀粉、酸解淀粉、阳离子淀粉、淀粉磷酸酯、淀粉醋酸酯。其中应用最多的是阳离子淀粉因为阳离子淀粉和带有负电荷的纤维素相互作用在纤维素之间起到有效的点焊连接对纸的质量具有明显的改善作用。美国约有80左右的造纸厂使用阳离子淀粉。从国内各行业对纸张质量要求的不断提高来看我国造纸业对变性淀粉特别是阳离子淀粉的需求潜力巨大。 变性淀粉应用于造纸工业的主要作用如下: 1、用于湿部添加在造纸之前加入一定量经糊化的变性淀粉糊液使其与纤维作用起到增强、助滤、助留等作用。变性淀粉的加入能提高细小纤维、填料的留着提高成纸的灰分、白度和不透明度同时还可节约能耗减少湿部断头减轻纸厂三废污染等。 2、用于层间喷涂层间结合强度与纸页相互结合时的面特性、纤维结构、配比、打浆度、纸页水分等有关。改善纸板间结合强度最广泛的是使用变性淀粉颗粒来喷涂用专用喷嘴均匀地喷在纸层上经过烘缸将淀粉颗粒糊化起到粘结作用。 1、用于纸张的表面施胶能改善施胶效果节约施胶剂用量尤其可作为中性抄纸的配套助剂。 2、用于涂布加工纸用于涂布印刷纸中作胶粘剂代替价格昂贵的合成树脂干酪素能明显降低涂布加工纸的生产成本。